(57)【要約】  コンプレッサ（１０ａ）及びタービン（１０ｂ）を有するターボ過給機（１０）と、吸気導入口（２４）からセル（２３）内に導入したガスの圧力を排気導入口（２８ａ）からそのセル（２３）内に導入した排気の圧力波にて高め、圧力を高めたガスを吸気吐出口（２５）から吸気通路（３）に吐出して内燃機関（１）の過給を行う圧力波過給機（２０）とを備えた内燃機関の過給システムにおいて、圧力波過給機（２０）のケース（２１）は、吸気導入口（２４）を介してコンプレッサ（１０ａ）よりも上流側の吸気通路（３）と接続されるとともに吸気吐出口（２５）を介してコンプレッサ（１０ｂ）よりも下流側の吸気通路（３）と接続され、かつ排気導入口（２８ａ）及び排気吐出口（２８ｂ）のそれぞれを介してタービン（１０ｂ）よりも下流側の排気通路（４）と接続されている。
2011042954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられるタービンと、前記内燃機関の吸気通路に設けられて前記タービンにて駆動されるコンプレッサと、を有するターボ過給機と、
一方の端面に設けられた吸気導入口及び吸気吐出口を介して前記吸気通路と接続されるとともに前記一方の端面と対向する他方の端面に設けられた排気導入口及び排気吐出口を介して前記排気通路と接続されるケースと、前記ケース内に回転自在に設けられ、前記ケース内を回転軸線方向に貫通する複数のセルに区分するロータと、を有し、前記吸気導入口からセル内に導入したガスの圧力を前記排気導入口からそのセル内に導入した排気の圧力波にて高め、圧力を高めたガスを前記吸気吐出口から前記吸気通路に吐出して前記内燃機関の過給を行う圧力波過給機と、を備えた内燃機関の過給システムにおいて、
前記圧力波過給機の前記ケースは、前記吸気導入口を介して前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路と接続されるとともに前記吸気吐出口を介して前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路と接続され、かつ前記排気導入口及び前記排気吐出口のそれぞれを介して前記タービンよりも下流側の排気通路と接続されている内燃機関の過給システム。
【請求項２】
前記圧力波過給機は、前記ロータを回転駆動するとともに前記ロータの回転数を変更可能な駆動手段を備えている請求項１に記載の過給システム。
【請求項３】
前記圧力波過給機には、前記一方の端面及び前記他方の端面の少なくともいずれか一方を前記回転軸線回りに回転させて前記排気導入口に対する前記吸気吐出口の位置を変更可能な位相変更機構が設けられている請求項１又は２に記載の過給システム。
【請求項４】
前記内燃機関の回転数が所定の低回転領域内の場合には前記圧力波過給機にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域よりも高い所定の高回転領域内の場合には前記ターボ過給機にて前記内燃機関が過給されるように前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機の動作をそれぞれ制御する過給制御手段をさらに備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項５】
前記排気通路には、前記圧力波過給機をバイパスして前記圧力波過給機の下流側に排気を導くバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、が設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項６】
前記排気通路には、前記圧力波過給機をバイパスして前記圧力波過給機の下流側に排気を導くバイパス通路が設けられ、
前記圧力波過給機には、前記ケース内が前記排気導入口及び前記排気吐出口を介して前記排気通路と接続される接続状態とその接続が遮断されるように前記排気導入口及び前記排気吐出口を塞ぐ遮断状態とに切り替え可能な接続切替手段が設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項７】
前記ターボ過給機のみで前記内燃機関の過給が行われる場合は前記接続切替手段を前記遮断状態に切り替える接続制御手段をさらに備えている請求項６に記載の過給システム。
【請求項８】
前記圧力波過給機には、前記ロータを回転駆動するとともに前記ロータの回転数を変更可能な駆動手段と、前記一方の端面及び前記他方の端面の少なくともいずれか一方を前記回転軸線回りに回転させて前記排気導入口に対する前記吸気吐出口の位置を変更可能な位相変更機構と、の少なくともいずれか一方が制御対象として設けられ、
前記内燃機関の回転数が所定回転数未満の領域である低回転領域内の場合には前記圧力波過給機にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数以上の領域である所定の高回転領域内の場合には前記ターボ過給機にて前記内燃機関が過給されるように前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機をそれぞれ制御する過給制御手段をさらに備え、
前記過給制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記高回転領域内であり、かつ前記内燃機関の回転数が前記所定回転数未満になると予想される場合に、前記圧力波過給機にて前記内燃機関を過給しつつ前記圧力波過給機を介して前記吸気通路から前記排気通路に吸気の一部が抜ける状態で前記圧力波過給機を運転するために制御すべき前記制御対象の制御量の目標値を算出する算出手段と、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数未満になった場合に前記制御対象の制御量が前記算出手段が算出した目標値になるように前記制御対象を制御する再加速準備手段と、を備えている請求項１に記載の過給システム。
【請求項９】
前記圧力波過給機には、前記ロータを回転駆動するとともに前記ロータの回転数を変更可能な駆動手段と、前記一方の端面及び前記他方の端面の少なくともいずれか一方を前記回転軸線回りに回転させて前記排気導入口に対する前記吸気吐出口の位置を変更可能な位相変更機構と、の少なくともいずれか一方が制御対象として設けられ、
前記内燃機関の回転数が所定の低回転領域内の場合には前記圧力波過給機にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域より高い所定の中回転領域内の場合には前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機の両方にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記中回転領域より高い所定の高回転領域内の場合には前記ターボ過給機にて前記内燃機関が過給されるように前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機をそれぞれ制御し、かつ前記圧力波過給機にて前記内燃機関を過給しつつ前記圧力波過給機を介して前記排気通路から前記吸気通路に排気が還流されるように前記制御対象の動作を制御可能な過給制御手段をさらに備え、
前記過給制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域から前記中回転領域に変化した場合、前記ターボ過給機の起動後における吸気中の空気量の変動が抑制されるように前記制御対象の動作を制御して前記圧力波過給機を介して前記吸気通路に還流される排気の量を調整するＥＧＲ制御手段を備えている請求項１に記載の過給システム。
【請求項１０】
前記内燃機関には、前記吸気通路のうち前記吸気導入口を介して前記ケースが接続されている位置よりも下流側、かつ前記コンプレッサより上流側の区間と、前記内燃機関のクランクケース内とを接続するＰＣＶ通路が設けられている請求項１〜９のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項１１】
前記内燃機関は、車両に搭載され、
前記圧力波過給機には、前記ケース内が前記排気導入口及び前記排気吐出口を介して前記排気通路と接続される接続状態とその接続が遮断されるように前記排気導入口及び前記排気吐出口を塞ぐ遮断状態とに切り替え可能な接続切替手段が設けられ、
前記タービンより上流側の排気通路からガスを導入可能であるとともに前記タービンより上流側の排気通路にガスを供給可能に設けられ、かつ内部に加圧されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンクと、前記車両の減速時に前記接続切替手段を前記遮断状態に切り替えるとともに前記ロータが停止するように前記駆動手段を制御する蓄圧制御手段を備えている請求項２に記載の過給システム。
【請求項１２】
前記タービンより上流側の排気通路からガスを導入可能であるとともに前記タービンより上流側の排気通路にガスを供給可能に設けられ、かつ内部に加圧されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンクと、前記蓄圧タンクが前記排気通路と接続される接続位置とその接続が遮断される遮断位置とに切り替え可能なバルブ手段と、をさらに備え、
前記過給制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域から前記高回転領域に変化して前記ターボ過給機が起動される場合に前記バルブ手段を前記接続位置に切り替える請求項４に記載の過給システム。
【請求項１３】
前記タービンより上流側の排気通路からガスを導入可能であるとともに前記タービンより上流側の排気通路にガスを供給可能に設けられ、かつ内部に加圧されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンクと、前記蓄圧タンクが前記排気通路と接続される接続位置とその接続が遮断される遮断位置とに切り替え可能なバルブ手段と、前記内燃機関を停止させるべき所定の機関停止条件が成立した場合に前記バルブ手段を前記接続位置に切り替える始動アシスト制御手段と、を備えている請求項１に記載の過給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気の圧力波エネルギを利用して過給を行う圧力波過給機と、ターボ過給機とを備えた内燃機関の過給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排気の圧力波エネルギを利用して過給を行う圧力波過給機と、ターボ過給機とを備え、圧力波過給機は、ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路から排気を導入し、ターボ過給機のコンプレッサよりも上流側の吸気通路に吸気を吐出するように設けられている過給装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１７８９２９号公報
【特許文献２】特開昭６２−０６０９２９号公報
【特許文献３】実開昭５８−１０８２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周知のように圧力波過給機の内部では吸気側と排気側とが繋がっている。そのため、内燃機関の運転状態等によっては圧力波過給機を介して吸気通路に排気が流入する場合がある。特許文献１の装置ではコンプレッサよりも上流側に圧力波過給機が設けられているので、吸気通路に排気が流入した場合にその排気に含まれる粒子状物質等でコンプレッサが汚れるおそれがある。この場合、コンプレッサの性能が低下して過給性能を低下するおそれがある。【０００５】
そこで、本発明は、低回転領域から内燃機関の過給を行うことができるとともに、ターボ過給機のコンプレッサ内に排気が流入することを防止が可能な内燃機関の過給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の過給システムは、内燃機関の排気通路に設けられるタービンと、前記内燃機関の吸気通路に設けられて前記タービンにて駆動されるコンプレッサと、を有するターボ過給機と、一方の端面に設けられた吸気導入口及び吸気吐出口を介して前記吸気通路と接続されるとともに前記一方の端面と対向する他方の端面に設けられた排気導入口及び排気吐出口を介して前記排気通路と接続されるケースと、前記ケース内に回転自在に設けられ、前記ケース内を回転軸線方向に貫通する複数のセルに区分するロータと、を有し、前記吸気導入口からセル内に導入したガスの圧力を前記排気導入口からそのセル内に導入した排気の圧力波にて高め、圧力を高めたガスを前記吸気吐出口から前記吸気通路に吐出して前記内燃機関の過給を行う圧力波過給機と、を備えた内燃機関の過給システムにおいて、前記圧力波過給機の前記ケースは、前記吸気導入口を介して前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路と接続されるとともに前記吸気吐出口を介して前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路と接続され、かつ前記排気導入口及び前記排気吐出口のそれぞれを介して前記タービンよりも下流側の排気通路と接続されている。【０００７】
本発明の過給システムによれば、吸気通路においてはターボ過給機のコンプレッサと圧力波過給機とが並列に設けられる。そのため、圧力波過給機から吸気通路に排気が流入しても、その排気がコンプレッサに流入しない。これによりコンプレッサが汚れることを防止できる。また、本発明の過給システムでは、ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路に圧力波過給機が設けられる。この場合、タービンで排気エネルギを十分に回収することができる。さらに、本発明の過給システムでは、圧力波過給機及びターボ過給機の両方で内燃機関を過給することができる。周知のように圧力波過給機は、排気の圧力波を利用して過給を行うので、内燃機関の回転数が低くても過給を行うことができる。そのため、低回転領域から内燃機関の過給を行うことができる。【０００８】
本発明の過給システムの一形態において、前記圧力波過給機は、前記ロータを回転駆動するとともに前記ロータの回転数を変更可能な駆動手段を備えていてもよい。この場合、内燃機関の運転状態に拘わらず圧力波過給機の運転状態を変更することができる。また、この形態によればロータの回転数を変更可能であるため、各セルが吸気吐出口と接続されるタイミングを適宜に変化させることができる。そのため、圧力波過給機を介して吸気通路から排気通路に吸気を導入したり排気通路から吸気通路に排気を導入したりすることができる。【０００９】
本発明の過給システムの一形態において、前記圧力波過給機には、前記一方の端面及び前記他方の端面の少なくともいずれか一方を前記回転軸線回りに回転させて前記排気導入口に対する前記吸気吐出口の位置を変更可能な位相変更機構が設けられていてもよい。この形態においても排気導入口に対する吸気吐出口の位置を変更することにより、各セルが吸気吐出口と接続されるタイミングを適宜に変化できる。そのため、圧力波過給機を介して吸気通路から排気通路に吸気を導入したり排気通路から吸気通路に排気を導入したりすることができる。【００１０】
本発明の過給システムの一形態においては、前記内燃機関の回転数が所定の低回転領域内の場合には前記圧力波過給機にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域よりも高い所定の高回転領域内の場合には前記ターボ過給機にて前記内燃機関が過給されるように前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機の動作をそれぞれ制御する過給制御手段をさらに備えていてもよい。上述したように圧力波過給機は、内燃機関の回転数が低くても過給を行うことができる。そのため、このように各過給機の動作を制御することにより、低回転領域から内燃機関の過給を行うことができる。また、高回転領域においてはターボ過給機で内燃機関の過給を行うので、圧力波過給機が大型化することを抑制できる。【００１１】
本発明の過給システムの一形態において、前記排気通路には、前記圧力波過給機をバイパスして前記圧力波過給機の下流側に排気を導くバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、が設けられていてもよい。この場合、バイパス弁の開閉することにより、圧力波過給機に導かれる排気の量を調整することができる。【００１２】
本発明の過給システムの一形態において、前記排気通路には、前記圧力波過給機をバイパスして前記圧力波過給機の下流側に排気を導くバイパス通路が設けられ、前記圧力波過給機には、前記ケース内が前記排気導入口及び前記排気吐出口を介して前記排気通路と接続される接続状態とその接続が遮断されるように前記排気導入口及び前記排気吐出口を塞ぐ遮断状態とに切り替え可能な接続切替手段が設けられていてもよい。この場合、接続切替手段を遮断位置に切り替えることにより、圧力波過給機への排気の導入を停止できる。そのため、バイパス通路に弁を設ける必要がない。【００１３】
この形態においては、前記ターボ過給機のみで前記内燃機関の過給が行われる場合は前記接続切替手段を前記遮断状態に切り替える接続制御手段をさらに備えていてもよい。これにより、ターボ過給機のみで内燃機関の過給を行うことができる。【００１４】
本発明の過給システムの一形態において、前記圧力波過給機には、前記ロータを回転駆動するとともに前記ロータの回転数を変更可能な駆動手段と、前記一方の端面及び前記他方の端面の少なくともいずれか一方を前記回転軸線回りに回転させて前記排気導入口に対する前記吸気吐出口の位置を変更可能な位相変更機構と、の少なくともいずれか一方が制御対象として設けられ、前記内燃機関の回転数が所定回転数未満の領域である低回転領域内の場合には前記圧力波過給機にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数以上の領域である所定の高回転領域内の場合には前記ターボ過給機にて前記内燃機関が過給されるように前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機をそれぞれ制御する過給制御手段をさらに備え、前記過給制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記高回転領域内であり、かつ前記内燃機関の回転数が前記所定回転数未満になると予想される場合に、前記圧力波過給機にて前記内燃機関を過給しつつ前記圧力波過給機を介して前記吸気通路から前記排気通路に吸気の一部が抜ける状態で前記圧力波過給機を運転するために制御すべき前記制御対象の制御量の目標値を算出する算出手段と、前記内燃機関の回転数が前記所定回転数未満になった場合に前記制御対象の制御量が前記算出手段が算出した目標値になるように前記制御対象を制御する再加速準備手段と、を備えていてもよい。吸気の一部が排気通路に抜けるように圧力波過給機を運転する場合は、吸気の全量が吸気通路に戻るように圧力波過給機を運転する場合と比較して同じ過給圧にするためにロータの回転数を高くする必要がある。この形態では、内燃機関の回転数が回転数未満になった直後は吸気の一部が排気通路に抜けるように圧力波過給機が運転されるので、ロータが高い回転数で回転駆動される。そのため、内燃機関に再加速が要求された場合に速やかにロータの回転数を高めることができる。これにより、過給圧を速やかに上昇させることができるので、内燃機関の再加速を速やかに行うことができる。【００１５】
本発明の過給システムの一形態において、前記圧力波過給機には、前記ロータを回転駆動するとともに前記ロータの回転数を変更可能な駆動手段と、前記一方の端面及び前記他方の端面の少なくともいずれか一方を前記回転軸線回りに回転させて前記排気導入口に対する前記吸気吐出口の位置を変更可能な位相変更機構と、の少なくともいずれか一方が制御対象として設けられ、前記内燃機関の回転数が所定の低回転領域内の場合には前記圧力波過給機にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域より高い所定の中回転領域内の場合には前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機の両方にて前記内燃機関が過給され、前記内燃機関の回転数が前記中回転領域より高い所定の高回転領域内の場合には前記ターボ過給機にて前記内燃機関が過給されるように前記圧力波過給機及び前記ターボ過給機をそれぞれ制御し、かつ前記圧力波過給機にて前記内燃機関を過給しつつ前記圧力波過給機を介して前記排気通路から前記吸気通路に排気が還流されるように前記制御対象の動作を制御可能な過給制御手段をさらに備え、前記過給制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域から前記中回転領域に変化した場合、前記ターボ過給機の起動後における吸気中の空気量の変動が抑制されるように前記制御対象の動作を制御して前記圧力波過給機を介して前記吸気通路に還流される排気の量を調整するＥＧＲ制御手段を備えていてもよい。この形態によれば、ターボ過給機を起動したときの空気量の変動を抑制できるので、各気筒に供給される空気の量が急に増加することを抑制できる。周知のように気筒内に供給される空気の量が多くなると窒素酸化物（ＮＯｘ）が増加する。そのため、このように空気量が急な増加を抑制することにより、ターボ過給機の起動時にＮＯｘが増加することを抑制できる。【００１６】
本発明の過給システムの一形態において、前記内燃機関には、前記吸気通路のうち前記吸気導入口を介して前記ケースが接続されている位置よりも下流側、かつ前記コンプレッサより上流側の区間と、前記内燃機関のクランクケース内とを接続するＰＣＶ通路が設けられていてもよい。この場合、ブローバイガスが圧力波過給機内に流入することを抑制できるので、ブローバイガスに含まれるオイルでロータがロックされることを防止できる。【００１７】
本発明の過給システムの一形態において、前記内燃機関は、車両に搭載され、前記圧力波過給機には、前記ケース内が前記排気導入口及び前記排気吐出口を介して前記排気通路と接続される接続状態とその接続が遮断されるように前記排気導入口及び前記排気吐出口を塞ぐ遮断状態とに切り替え可能な接続切替手段が設けられ、前記タービンより上流側の排気通路からガスを導入可能であるとともに前記タービンより上流側の排気通路にガスを供給可能に設けられ、かつ内部に加圧されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンクと、前記車両の減速時に前記接続切替手段を前記遮断状態に切り替えるとともに前記ロータが停止するように前記駆動手段を制御する蓄圧制御手段を備えていてもよい。このようにロータ及び接続切替手段を制御することにより、蓄圧タンクに排気を蓄えることができる。また、排気通路を開閉するための弁を設ける必要がないため、コストを低減できる。【００１８】
過給制御手段を備えた本発明の過給システムの一形態において、前記タービンより上流側の排気通路からガスを導入可能であるとともに前記タービンより上流側の排気通路にガスを供給可能に設けられ、かつ内部に加圧されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンクと、前記蓄圧タンクが前記排気通路と接続される接続位置とその接続が遮断される遮断位置とに切り替え可能なバルブ手段と、をさらに備え、前記過給制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記低回転領域から前記高回転領域に変化して前記ターボ過給機が起動される場合に前記バルブ手段を前記接続位置に切り替えてもよい。この場合、蓄圧タンクから供給されるガスによってターボ過給機の動作をアシストすることができる。そのため、ターボ過給機のタービンの回転数を速やかに上昇させることできる。これにより、過給に使用する過給機を圧力波過給機からターボ過給機に切り替える際の過給圧の変動を抑えることができる。従って、この切替時における内燃機関のトルクの変動を抑制できる。【００１９】
本発明の過給システムの一形態において、前記タービンより上流側の排気通路からガスを導入可能であるとともに前記タービンより上流側の排気通路にガスを供給可能に設けられ、かつ内部に加圧されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンクと、前記蓄圧タンクが前記排気通路と接続される接続位置とその接続が遮断される遮断位置とに切り替え可能なバルブ手段と、前記内燃機関を停止させるべき所定の機関停止条件が成立した場合に前記バルブ手段を前記接続位置に切り替える始動アシスト制御手段と、を備えていてもよい。この場合、内燃機関を停止させるときに蓄圧タンク内のガスで圧力波過給機の動作をアシストし、これにより気筒内の圧力を高めることができる。そして、このまま内燃機関を停止させることにより、気筒内の圧力が高いまま内燃機関を停止させることができる。これにより次回の始動時に気筒内の圧力を速やかに高めることができるので、内燃機関を速やかに始動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示す図。
【図２】図１の圧力波過給機を拡大して示す図。
【図３】圧力波過給機の吸気側端部を図２の矢印III方向から見た図。
【図４】圧力波過給機の排気側端部を図２の矢印IV方向から見た図。
【図５】圧力波過給機のバルブプレートを図２の矢印Ｖ方向から見た図。
【図６】通常モードで運転されている圧力波過給機の一部をロータの回転方向に沿って展開した図。
【図７】ＥＧＲモードで運転されている圧力波過給機の一部をロータの回転方向に沿って展開した図。
【図８】エンジンの回転数及びトルクと各過給モードとの対応関係を示す図。
【図９】ＥＣＵが実行する過給モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】ＴＣ過給モードにおけるエンジンの状態を示す図。
【図１１】ＰＷ過給モードにおけるエンジンの状態を示す図。
【図１２】本発明の第２の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示す図。
【図１３】第２の形態における圧力波過給機のケース及びバルブプレートを示す図。
【図１４】図１３の圧力波過給機の吸気側端部を示す図。
【図１５】図１３の圧力波過給機の排気側端部を示す図。
【図１６】図１３の圧力波過給機のバルブプレートを示す図。
【図１７】本発明の第３の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示す図。
【図１８】本発明の第４の形態を説明する図であり、この形態において低過給モードで運転されている圧力波過給機の一部をロータの回転方向に沿って展開した図。
【図１９】第４の形態におけるエンジンの回転数及び過給圧と各過給モードとの対応関係を示す図。
【図２０】第４の形態においてＥＣＵが実行する過給モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図２１】図２０に続くフローチャート。
【図２２】本発明の第５の形態を説明する図であり、この形態におけるエンジンの回転数及びトルクと各過給モードとの対応関係を示す図。
【図２３】第５の形態においてＥＣＵが実行する過給モード制御ルーチンを示すフローチャート。
【図２４】本発明の第６の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示す図。
【図２５】第６の形態のＥＣＵが実行する充填制御ルーチンを示すフローチャート。
【図２６】第６の形態のＥＣＵが実行するアシスト制御ルーチンを示すフローチャート。
【図２７】第６の形態のＥＣＵが実行する始動アシスト制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示している。内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数（図１では４つ）の気筒２ａを有する機関本体２を備えている。各気筒２ａには、吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。
【００２２】
吸気通路３は、第１分岐通路５と、第２分岐通路６と、これら分岐通路５、６が接続される共通通路７とを備えている。吸気通路３には吸気を濾過するためのエアクリーナ８が設けられ、各分岐通路５、６はこのエアクリーナ８から分岐している。第１分岐通路５には、圧力波過給機２０の吸気側端部２０ａと、この第１分岐通路５を開閉可能な第１制御弁９とが設けられている。第２分岐通路６には、ターボ過給機１０のコンプレッサ１０ａと、この第２分岐通路６を開閉可能な第２制御弁１１とが設けられている。共通通路７には、吸気を冷却するためのインタークーラ１２と、サージタンク１３とが設けられている。この図に示したように吸気通路３は、サージタンク１３の通過後に再度分岐して各気筒２ａに接続されている。
【００２３】
排気通路４には、排気の流れ方向上流側から順にターボ過給機１０のタービン１０ｂと、排気浄化用の触媒１４と、圧力波過給機２０の排気側端部２０ｂと、排気通路４を開閉可能な排気制御弁１５と、消音用のマフラー１６とが設けられている。また、排気通路４には、圧力波過給機２０及び排気制御弁１５をバイパスして排気を流すためのバイパス通路１７と、排気の流れを圧力波過給機２０又はバイパス通路１７に選択的に切り替える切替弁１８とが設けられている。このように排気の流れを切り替えることにより、切替弁１８が本発明のバイパス弁として機能する。
【００２４】
ターボ過給機１０及び圧力波過給機２０について説明する。ターボ過給機１０は、排気通路３に設けられたタービン１０ｂを排気で回転させてコンプレッサ１０ａを回転駆動し、これにより過給を行う周知のものである。圧力波過給機２０は、吸気側端部２０ａから内部に導入した吸気の圧力を排気側端部２０ｂから内部に導入した排気の圧力波で高め、これにより過給を行う過給機である。図２に拡大して示したように圧力波過給機２０は、吸気側端部２０ａとしての一端が吸気通路３に接続されるとともに排気側端部２０ｂとしての他端が排気通路４に接続された円筒状のケース２１を備えている。ケース２１内には、ケース２１に軸線Ａｘ回りに回転自在に支持されたロータ２２が設けられている。なお、図２では理解し易いようにケース２１とロータ２２との間の隙間を拡大して示している。実際にはこの隙間は殆ど無い。ロータ２２には、その一端から他端まで軸線Ａｘ方向に延びる複数の隔壁２２ａが設けられている。ケース２１内は、これら隔壁２２ａにて軸線Ａｘ方向に貫通する複数のセル２３に区分されている。
【００２５】
図３は、ケース２１の吸気側端部２１ａを図２の矢印III方向から見た図である。この図に示したように吸気側端部２１ａには、２個の吸気導入口２４及び２個の吸気吐出口２５が設けられている。この図に示したように吸気導入口２４と吸気吐出口２５とはケース２１の一方の端面に周方向に交互に並ぶように設けられている。また、２個の吸気導入口２４は、軸線Ａｘを挟んで対称に設けられている。同様に２個の吸気吐出口２５も軸線Ａｘを挟んで対称に設けられている。各吸気導入口２４には、第１分岐通路５のうち圧力波過給機２０よりも吸気の流れ方向上流側の部分（以下、上流側区間と称することがある。）５ａがそれぞれ接続されている。一方、各吸気吐出口２５には、第１分岐通路５のうち圧力波過給機２０よりも吸気の流れ方向下流側の部分（以下、下流側区間と称することがある。）５ｂがそれぞれ接続されている。
【００２６】
図４は、ケース２１の排気側端部２１ｂを図２の矢印IV方向から見た図である。この図に示したように排気側端部２１ｂには、２個の排気導入口２６及び２個の排気吐出口２７が設けられている。この図に示したように排気導入口２６と排気吐出口２７とは一方の端面と対向するケース２１の他方の端面に周方向に交互に並ぶように設けられている。また、この図に示したように２個の排気導入口２６は、軸線Ａｘを挟んで対称に設けられている。同様に２個の排気吐出口２７も軸線Ａｘを挟んで対称に設けられている。各排気導入口２６には、排気通路４のうち圧力波過給機２０よりも排気の流れ方向上流側の区間４ａがそれぞれ接続されている。一方、各排気吐出口２７には、排気通路４のうち圧力波過給機２０よりも排気の流れ方向下流側の区間４ｂがそれぞれ接続されている。
【００２７】
図２に示したようにケース２１内には、バルブプレート２８が設けられている。なお、図２では理解し易いようにバルブプレート２８とケース２１及びロータ２２との間の隙間を拡大して示している。実際にはこれらの隙間は殆ど無い。バルブプレート２８は、軸線Ａｘ回りに回転自在にケース２１に支持されている。図５は、バルブプレート２８を図２の矢印Ｖ方向から見た図である。この図に示したようにバルブプレート２８には、ケース２１の排気側端部２１ｂと同様に２個の排気導入口２８ａ及び２個の排気吐出口２８ｂが設けられている。これら排気導入口２８ａ及び排気吐出口２８ｂは、周方向に交互に並ぶように設けられている。また、２個の排気導入口２８ａ及び２個の排気吐出口２８ｂは、それぞれ軸線Ａｘを挟んで対称に設けられている。バルブプレート２８は、排気導入口２８ａがケース２１の排気導入口２６と、排気吐出口２８ｂがケース２１の排気吐出口２７とそれぞれ重なるようにケース２１内に設けられている。バルブプレート２８の排気導入口２８ａは、ケース２１の排気導入口２６よりも周方向の長さが短い。同様にバルブプレート２８の排気吐出口２８ｂも、ケース２１の排気吐出口２７より周方向の長さが短い。そのため、バルブプレート２８が回転しても所定角度以内であれば排気導入口２６、２８ａ同士、及び排気吐出口２７、２８ｂ同士はそれぞれ重なった状態に維持される。この圧力波過給機２０では、ケース２１の排気導入口２６及びバルブプレート２８の排気導入口２８ａの両方を介してガスがセル２３内に導入されるので、これら両方が本発明の排気導入口に対応する。セル２３内のガスは、ケース２１の排気吐出口２７及びバルブプレート２８の排気吐出口２８ｂの両方を介して排出されるので、これら両方が本発明の排気吐出口に対応する。
【００２８】
図２に示したように圧力波過給機２０は、ロータ２２を回転駆動する駆動手段としての第１モータ２９と、ケース２１の排気側端部２１ｂに対するバルブプレート２８の位置を調整するための第２モータ３０とを備えている。第１モータ２９は、各セル２３が吸気導入口２４、排気導入口２８ａ、吸気吐出口２５、排気吐出口２８ｂの順に接続されるようにロータ２２を所定方向に回転駆動する。第２モータ３０は、バルブプレート２８を右回り及び左回りにそれぞれ回転駆動可能であり、バルブプレート２８を回転させてケース２１の排気導入口２６及び排気吐出口２７に対してバルブプレート２８の排気導入口２８ａ及び排気吐出口２８ｂの位置をそれぞれ変更する。そのため、バルブプレート２８及び第２モータ３０が本発明の位相変更機構に相当する。
【００２９】
この圧力波過給機２０は、吸気のみが吸気通路３に吐出される通常モードと、吸気及び排気の両方が吸気通路３に吐出されるＥＧＲモードの２つの動作モードで運転される。これらの動作モードは、ロータ２２の回転速度（回転数）及びバルブプレート２８の位置をそれぞれ調整することにより切り替えられる。図６及び図７を参照して各動作モードについて説明する。なお、図６は通常モードで運転されている圧力波過給機２０の一部をロータ２２の回転方向に沿って展開した図を示している。図７はＥＧＲモードで運転されている圧力波過給機２０の一部をロータ２２の回転方向に沿って展開した図を示している。これらの図において各セル２３は、図中に矢印Ｆで示したように上から下に向かって移動する。
【００３０】
まず、図６を参照して通常モードについて説明する。この図に示したように各セル２３内には、その一端が排気導入口２８ａと接続されるまで吸気が充填されている。この状態でセル２３の一端が排気導入口２８ａと接続されると、セル２３内に排気及び排気の圧力波がそれぞれ導入される。そして、排気及び圧力波はそれぞれセル２３内を排気側から吸気側に移動する。この図では破線ＰＷが圧力波の移動を示し、破線ＥＧが排気の移動を示している。これらの破線で示したように、圧力波の移動速度は排気の移動速度よりも速い。この図に示したように通常モードでは、圧力波がセル２３の他端に到達したときにセル２３が吸気吐出口２５と接続される。圧力波はセル２３内の吸気を吸気側に押すので、このようにセル２３の他端が吸気吐出口２５と接続されると吸気は下流側区間５ｂに押し出される。その後、この図に示したように通常モードでは排気がセル２３の他端に到達したときにセル２３と吸気吐出口２５との接続が遮断される。そのため、吸気通路３への排気の流入を阻止できる。なお、図示は省略したがセル２３は、この後排気吐出口２８ｂと接続される。セル２３内の排気はこのときに排気通路４に排出される。その後、セル２３は吸気導入口２４と接続される。そして、これによりセル２３内に吸気が充填される。以降、これらの繰り返しによりエンジン１の過給が行われる。このように通常モードでは、圧力波がセル２３の他端に到達したときにそのセル２３が吸気吐出口２５と接続され、排気がセル２３の他端に到達したときにそのセル２３と吸気吐出口２５との接続が遮断されるようにロータ２２及びバルブプレート２８が制御される。なお、この際の第１モータ２９の回転数は、公知の圧力波過給機と同様にエンジン１の回転数に応じて設定すればよい。
【００３１】
次に図７を参照してＥＧＲモードについて説明する。なお、この図中においても図６と同様に破線ＰＷが圧力波の移動を示し、破線ＥＧが排気の移動を示している。破線ＥＧで示したようにＥＧＲモードでは、セル２３と吸気吐出口２５との接続が遮断されるよりも前に排気がセル２３の他端に到達するようにロータ２２の回転速度を遅くする。また、ＥＧＲモードでは、このようにロータ２２の回転速度を遅くしても圧力波がセル２３の他端に到達したときにセル２３と吸気吐出口２５とが接続されるようにバルブプレート２８の位置が調整される。具体的には、バルブプレート２８を矢印Ｆｖで示したようにロータ２２の回転方向と同じ方向に所定角度回転させる。すなわち、排気導入口２８ａと吸気吐出口２５との間の角度（以下、オフセット角と称することがある。）θが小さくなるようにバルブプレート２８を回転させる。ＥＧＲモードでは、ロータ２２及びバルブプレート２８をこのように制御することにより、この図に示したように吸気吐出口２５に排気が導入される。そのため、圧力波過給機２０にてエンジン１の過給を行うとともに吸気通路３への排気の還流を行うことができる。
【００３２】
ターボ過給機１０と圧力波過給機２０とは、エンジン１の運転状態に応じて使い分けられる。また、圧力波過給機２０の通常モード及びＥＧＲモードもエンジン１の運転状態に応じて使い分けられる。すなわち、エンジン１では、圧力波過給機２０を通常モードで運転するＰＷ過給モード、圧力波過給機２０をＥＧＲモードで運転するＥＧＲ過給モード、及びターボ過給機１０で過給を行うＴＣ過給モードの３つの過給モードでエンジン１の過給が行われる。そして、これら３つの過給モードは、エンジン１の回転数及びトルクで特定されるエンジン１の運転状態に応じて切り替えられる。
【００３３】
図８を参照してエンジン１の運転状態とこれら３つの過給モードとの対応関係について説明する。この図は、エンジン１の回転数及びトルクと各過給モードとの対応関係を示すマップである。なお、この図の線Ｔ１は、圧力波過給機２０にて過給を行っている場合のエンジン１の回転数とトルクとの関係を示している。また、この図の線Ｔ２は、ターボ過給機１０にて過給を行っている場合のエンジン１の回転数とトルクとの関係を示している。この図から明らかなように回転数Ｎ以上の高回転領域Ａ１ではターボ過給機１０にて過給を行う方がトルクが高くなり、回転数Ｎ未満の低回転領域Ａ２では圧力波過給機２０にて過給を行う方がトルクが高くなる。そこで、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａ１内の場合には過給モードをＴＣ過給モードとし、低回転領域Ａ２内の場合には過給モードをＰＷ過給モードとする。吸気通路３への排気の還流は、エンジン１が部分負荷で運転されている場合に行う。そこで、エンジン１の運転状態がこの図のＥＧＲ領域Ａｅｇｒ内の場合に過給モードをＥＧＲ過給モードに切り替える。この図に示したようにＥＧＲ領域Ａｅｇｒは、低回転領域Ａ２内に設けられている。
【００３４】
これら過給モードの切り替えは、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０にて制御される。ＥＣＵ４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のものである。例えば、ＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態に応じて気筒２ａ内に噴射すべき燃料量を算出し、算出した燃料量の燃料が気筒２ａ内に噴射されるように不図示の燃料噴射弁を制御する。ＥＣＵ４０には、エンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ４１、エンジン１の吸入空気量に対応する信号を出力するエアフローメータ４２、及びサージタンク１３内の圧力、すなわち過給圧に対応する信号を出力する過給圧センサ４３、アクセルペダルの開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサ４４等が接続されている。また、ＥＣＵ４０には、エンジン１が搭載された車両の速度に対応する信号を出力する車速センサ４５が接続されている。この他にもＥＣＵ４０には各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００３５】
図９は、ＥＣＵ４０が過給モードの切り替えを制御すべくエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する過給モード制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の過給制御手段として機能する。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、エンジン１の回転数、吸入空気量、過給圧、及びアクセル開度等が取得される。また、この処理では取得した吸入空気量等に基づいてエンジン１のトルク等が算出される。この他、この処理ではエンジン１が搭載された車両の速度も取得される。
【００３６】
次のステップＳ１２においてＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａ１内か否か判断する。この判断は、例えば図８のマップをＥＣＵ４０のＲＯＭに記憶させておき、このマップを参照して行えばよい。エンジン１の運転状態が高回転領域Ａ１内と判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＴＣ過給モードに切り替える。具体的には、ＥＣＵ４０は第１制御弁９を全閉に制御するとともに第２制御弁１１を全開に制御する。また、ＥＣＵ４０は排気がバイパス通路１７に導かれるように切替弁１８を制御するとともに排気制御弁１５を全閉に制御する。これにより図１０に示したように圧力波過給機２０による過給が禁止され、ターボ過給機１０のみで過給が行われる。この図において吸気通路３及び排気通路４のうち破線で示した部分はガスが流れていないことを示す。なお、既に過給モードがＴＣ過給モードであった場合はそのモードが維持される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３７】
一方、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａ１外と判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ４０はエンジン１の運転状態がＥＧＲ領域Ａｅｇｒ内か否か判断する。この判断も図８のマップを参照して行えばよい。エンジン１の運転状態がＥＧＲ領域Ａｅｇｒ外と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＰＷ過給モードに切り替える。具体的には、ＥＣＵ４０は第１制御弁９を全開に制御するとともに第２制御弁１１を全閉に制御する。また、ＥＣＵ４０は排気が圧力波過給機２０に導かれるように切替弁１８を制御するとともに排気制御弁１５を全開に制御する。そして、ＥＣＵ４０は圧力波過給機２０が通常モードで運転されるように第１モータ２９及び第２モータ３０の動作をそれぞれ制御する。この場合、図１１に示したようにターボ過給機１０による過給が禁止され、圧力波過給機２０のみで過給が行われる。この図においても図１０と同様に吸気通路３及び排気通路４のうち破線で示した部分はガスが流れていないことを示す。なお、既に過給モードがＰＷ過給モードであった場合はそのモードが維持される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３８】
一方、エンジン１の運転状態がＥＧＲ領域Ａｅｇｒ内と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＥＧＲ過給モードに切り替える。具体的には、ＥＣＵ４０は第１制御弁９を全開に制御するとともに第２制御弁１１を全閉に制御する。また、ＥＣＵ４０は排気が圧力波過給機２０に導かれるように切替弁１８を制御するとともに排気制御弁１５を全開に制御する。そして、ＥＣＵ４０は圧力波過給機２０がＥＧＲモードで運転されるように第１モータ２９及び第２モータ３０の動作をそれぞれ制御する。これによりターボ過給機１０による過給が禁止される。また、圧力波過給機２０にてエンジン１の過給が行われるとともに吸気通路３に排気が還流される。そのため、ＥＧＲ過給モードにおいても吸気通路３及び排気通路４におけるガス流れは図１１に示した状態になる。なお、既に過給モードがＥＧＲ過給モードであった場合はそのモードが維持される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３９】
この第１の形態によれば、吸気側においてはターボ過給機１０と圧力波過給機２０とが並列に設けられているので、圧力波過給機２０から吸気通路３に排気を還流させてもその排気がコンプレッサ１０ａに流入することを防止できる。そのため、コンプレッサ１０ａ内が排気中の粒子状物質等で汚れることを防止できる。一方、排気側ではターボ過給機１０が圧力波過給機２０の上流側に位置するようにこれらの過給機１０、２０を直列に設けたので、タービン１０ｂにて排気エネルギを十分に回収することができる。
【００４０】
また、この形態では、ターボ過給機１０及び圧力波過給機２０の両方でエンジン１を過給することができる。図８に示したように圧力波過給機２０は、低回転域から過給を行うことができる。この形態では、低回転域では圧力波過給機２０で過給を行い、高回転域ではターボ過給機１０で過給を行うので、エンジン１のトルクは図８に破線Ｔで示したように変化する。そのため、低回転域から高回転域までエンジン１の出力を高い状態に維持することができる。また、低回転域から適切な過給を行うことができるので、エンジン１のレスポンスを改善することができる。
【００４１】
さらに、この形態では、圧力波過給機２０を介して排気を吸気通路３に還流するので、排気を還流するための通路及び還流する排気の流量を調整する制御弁等を省略することができる。また、排気が還流する流路の圧力損失を低減できるので、低回転域から従来よりも多くの排気を吸気通路３に還流することができる。そのため、排気エミッションを改善できる。さらに圧力波過給機２０で還流される排気の圧力を高めることができる。
【００４２】
（第２の形態）
図１２〜図１６を参照して本発明の第２の形態について説明する。なお、第２の形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１２は、第２の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示している。この図に示したように第２の形態では、第１制御弁９、排気制御弁１５、及び切替弁１８が省略される。
【００４３】
図１３は、この形態の圧力波過給機２０のケース２１及びバルブプレート２８を示している。なお、これら以外の部分は第１の形態と同じであるため図示を省略する。この図においてもケース２１とバルブプレート２８との間の隙間を拡大して示している。図１４は圧力波過給機２０の吸気側端部２０ａを示し、図１５は排気側端部２０ｂを示している。図１４に示したように、この形態では吸気側端部２０ａの半分に吸気導入口２４及び吸気吐出口２５がそれぞれ１つずつ設けられ、残り半分は閉じられている。また、図１５に示したように排気側端部２０ｂも半分に排気導入口２６及び排気吐出口２７がそれぞれ１つずつ設けられ、残り半分は閉じられている。そして、図１３に示したように吸気側端部２０ａと排気側端部２０ｂとは、閉じられている部分同士が互いに対向するようにケース２１に設けられている。
【００４４】
図１６は、この形態のバルブプレート２８を示している。この図に示したようにバルブプレート２８もその半分に排気導入口２８ａ及び排気吐出口２８ｂがそれぞれ１つずつ設けられている。そして、残り半分は平板状の遮断部２８ｃになっている。この形態では、バルブプレート２８が接続状態及び遮断状態に制御される。接続状態は、ケース２１の排気導入口２６とバルブプレート２８の排気導入口２８ａとが重なり、かつケース２１の排気吐出口２７とバルブプレート２８の排気吐出口２８ｂとが重なる状態である。そして、この接続状態においてオフセット角θが調整されることにより、圧力波過給機２０の運転モードが通常モード及びＥＧＲモードに切り替えられる。一方、遮断状態は、ケース２１の吸気導入口２４及び吸気吐出口２５がそれぞれ遮断部２８ｃで塞がれる状態である。そのため、バルブプレート２８が本発明の接続切替手段に相当する。
【００４５】
この形態においても第１の形態と同様に過給モードがＰＷ過給モード、ＥＧＲ過給モード、及びＴＣ過給モードに切り替えられる。これらの過給モードの切替制御も第１の形態と同様に図９の制御ルーチンにて行われる。なお、この形態のＰＷ過給モードでは、第２制御弁１１が全閉に制御されるとともにバルブプレート２８が接続状態に切り替えられる。そして、圧力波過給機２０が通常モードで運転されるようにオフセット角θが調整される。ＥＧＲ過給モードにおいても同様に第２制御弁１１が全閉に制御されるとともにバルブプレート２８が接続状態に切り替えられる。一方、オフセット角θは、圧力波過給機２０がＥＧＲモードで運転されるように調整される。
【００４６】
ＴＣ過給モードでは、第２制御弁１１が全開に制御されるとともにバルブプレート２８が遮断状態に切り替えられる。これにより圧力波過給機２０への吸気の流入を阻止できるので、ターボ過給機１０のみで過給を行うことができる。また、ＴＣ過給モードではロータ２２が停止される。このようにバルブプレート２８を制御することにより、ＥＣＵ４０が本発明の接続制御手段として機能する。
【００４７】
第２の形態によれば、第１制御弁９、排気制御弁１５、及び切替弁１８を省略できるので、コストを低減できる。なお、この形態では、ＴＣ過給モードにおいてロータ２２を回転させていてもよい。この場合、過給モードをＴＣ過給モードからＰＷ過給モード又はＥＧＲ過給モードに切り替えたときに圧力波過給機２０の運転を速やかに開始することができる。
【００４８】
（第３の形態）
図１７を参照して本発明の第３の形態を説明する。図１７は、本発明の第３の形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示している。なお、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したように第３の形態では、機関本体２と吸気通路３とを接続するＰＣＶ通路５０が設けられている。このＰＣＶ通路５０の一端は機関本体２のクランクケース（不図示）の内部と接続されている。また、他端は、第２分岐通路６のうちコンプレッサ１０ａよりも吸気の流れ方向上流側の区間に接続されている。このＰＣＶ通路５０は、機関本体２で発生したブローバイガスを吸気通路３に吸引するために設けられている。ＰＣＶ通路５０には、吸気通路３から機関本体２への吸気の逆流を防止するためのＰＣＶ制御弁５１が設けられている。なお、この形態では第２制御弁１１が省略されている。
【００４９】
この形態によれば、ＰＣＶ通路５０の他端をコンプレッサ１０ａよりも上流側の吸気通路３に接続したので、コンプレッサ１０ａの入口の負圧によって機関本体２で発生したブローバイガスを十分に吸引することができる。そのため、クランクケース内のブローバイガスの換気を十分に行うことができる。また、ＰＣＶ通路５０の他端を第２分岐通路６に接続したので、ブローバイガスが圧力波過給機２０に流入することを防止できる。そのため、ブローバイガスに含まれるオイルによってロータ２２がロックすることを防止できる。なお、ＰＣＶ通路５０の他端は、吸気通路３のうち第１分岐通路５が分岐する位置よりも下流側、かつコンプレッサ１０ａよりも上流側の区間に接続されていればよい。これにより、ブローバイガスが圧力波過給機２０に流入することを防止できる。図１７では、第２制御弁１１が省略された形態を示したが、この形態でも第２制御弁１１が第２分岐通路６に設けられていてよい。
【００５０】
（第４の形態）
図１８〜図２１を参照して本発明の第４の形態について説明する。なお、この形態でもエンジン１については図１が参照される。この形態では、ターボ過給機１０及び圧力波過給機２０の制御方法が他の形態と異なる。この形態では、過給モードとしてＰＷ過給モード、ＴＣ過給モード、及び再加速準備モードが設けられる。再加速準備モードでは、圧力波過給機２０にてエンジン１の過給が行われるが、この際に圧力波過給機２０は吸気の一部が排気側に通り抜けるように運転される。以下、この運転モードを低過給モードと称する。
【００５１】
図１８を参照して低過給モードについて説明する。図１８は低過給モードで運転されている圧力波過給機２０の一部をロータ２２の回転方向に沿って展開した図を示している。この図においても破線ＰＷは排気の圧力波の移動を示し、破線ＥＧは排気の移動を示している。低過給モードにおいても圧力波がセル２３の他端に到達したときにセル２３が吸気吐出口２５と接続される点は通常モードと同じである。一方、この図に示したように低過給モードでは、排気導入口２８ａからセル２３内に導入された排気がそのセル２３の他端に到達する前にセル２３と吸気吐出口２５との接続が遮断される。そのため、セル２３内には排気とともに吸気の一部が残留する。その後、ロータ２２が回転してセル２３が排気吐出口２８ｂと接続されるとセル２３内からこれら排気及び吸気の両方が排気通路４に排出される。そして、ロータ２２がさらに回転してセル２３が吸気導入口２４と接続されると再度セル２３内に吸気が充填される。以降は、これらの動作が繰り返し行われる。このように低過給モードでは吸気の一部が排気通路４に抜けるので、ロータ２２の回転数が同じでも通常モードよりも過給圧が低くなる。そのため、通常モードと低過給モードとでは過給圧が同じ場合、低過給モードの方が通常モードよりもロータ２２の回転数が高くなる。
【００５２】
この形態においても過給モードは、エンジン１の運転状態に応じて切り替えられる。図１９は、エンジン１の回転数及び過給圧と各過給モードとの対応関係を示したマップである。この図において線Ｌよりも右側の高回転領域Ａｈでは、ターボ過給機１０のみが運転される。一方、線Ｌよりも左側の低回転領域Ａｌでは、圧力波過給機２０のみが運転される。そして、この低回転領域Ａｌ内に設けられた切替領域Ａｃにおいて圧力波過給機２０が低過給モードで運転される。ただし、この低過給モードへの切り替えは、エンジン１が減速され、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｈから低回転領域Ａｌに移行した場合にのみ行われる。なお、この図から明らかなように切替領域Ａｃには、低回転領域Ａｌのうち線Ｌから所定回転数内の領域が設定される。このように過給モードは、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｈ内の場合はＴＣ過給モードに切り替えられ、エンジン１の運転状態が低回転領域Ａｌ内に場合にはＰＷ過給モードに切り替えられる。そして、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｈから低回転領域Ａｌに移行し、かつエンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ内の場合には、再加速準備モードに切り替えられる。
【００５３】
図２０及び図２１は、この形態においてＥＣＵ４０が実行する過給モード制御ルーチンを示している。なお、これらの図において図９と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ２１においてＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ内か否か判断する。この判断は、例えば図１９のマップをＥＣＵ４０のＲＯＭに記憶させておき、このマップを参照して行えばよい。エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ外と判断した場合はステップＳ２２〜Ｓ２５をスキップして図２１のステップＳ２６に処理を進める。一方、エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ内と判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ４０は準備フラグがオンか否か判断する。この準備フラグは、圧力波過給機２０を低過給モードで運転する際のロータ２２の回転数及びオフセット角θがそれぞれ算出されているか否か示すフラグである。準備フラグは、これら回転数及び位置が算出済みの場合にオンに切り替えられる。準備フラグがオフであると判断した場合はステップＳ２３〜Ｓ２５をスキップして図２１のステップＳ２６に処理を進める。
【００５４】
一方、準備フラグがオンであると判断した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ４０は過給モードを再加速準備モードに切り替える。具体的には、第１制御弁９が全開に、第２制御弁１１が全閉にそれぞれ制御される。また、排気が圧力波過給機２０に導かれるように切替弁１８が制御されるとともに排気制御弁１５が全開に制御される。そして、圧力波過給機２０が低過給モードで運転されるように第１モータ２９及び第２モータ３０の動作がそれぞれ制御される。この際、これらのモータ２９、３０は、ロータ２２が予め算出しておいた回転数で回転し、かつオフセット角θが予め算出しておいた角度に切り替わるように制御される。この処理を実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の再加速準備手段として機能する。
【００５５】
次のステップＳ２４においてＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ外か否か判断する。エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ内と判断した場合はステップＳ２３に戻り、エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ外になるまでステップＳ２３及びＳ２４の処理を繰り返す。一方、エンジン１の運転状態が切替領域Ａｃ外と判断した場合はステップＳ２５に進み、ＥＣＵ４０は準備フラグをオフに切り替える。その後、図２１のステップＳ２６に進む。
【００５６】
ステップＳ２６においてＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｈ内か否か判断する。エンジン１の運転状態が低回転領域Ａｌ内と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＰＷ過給モードに切り替える。続くステップＳ２７においてＥＣＵ４０は準備フラグをオフに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５７】
一方、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｈ内と判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＴＣ過給モードに切り替える。次のステップＳ２８においてＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態が切替準備領域Ａｐ内か否か判断する。この切替準備領域Ａｐは、圧力波過給機２０を低過給モードで運転する準備をするか否か判断するための基準として設定される。図１９に示したように切替準備領域Ａｐには、高回転領域Ａｈ内において線Ｌから所定回転数の範囲内が設定される。エンジン１の運転状態が切替準備領域Ａｐ外と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
【００５８】
一方、エンジン１の運転状態が切替準備領域Ａｐ内と判断した場合はステップＳ２９に進み、ＥＣＵ４０はエンジン１が減速中か否か判断する。この判断は、例えばエンジン１の回転数の変化に基づいて行えばよい。エンジン１が減速中ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５９】
一方、エンジン１が減速中であると判断した場合はステップＳ３０に進み、ＥＣＵ４０は圧力波過給機２０を低過給モードで運転するときのロータ２２の回転数及びオフセット角θをそれぞれ算出する。なお、これらが本発明の目標値に相当する。ロータ２２の回転数は、過給モードがＴＣ過給モードから再加速準備モードに切り替えられても過給圧が急に低下しないようにエンジン１の回転数に基づいて求められる。具体的には、エンジン１の回転数が高いほどロータ２２の回転数を高くする。オフセット角θは、低過給モードにおいて圧力波過給機２０から排気通路４に排出されるべき吸気の量（以下、バイパス量と称することがある。）に応じて求められる。このバイパス量は、エンジン１の回転数が高いほど多くなる。なお、このバイパス量はオフセット角θが小さいほど多くなる。そこで、オフセット角θは、エンジン１の回転数が高くバイパス量が多いほど小さい値が設定される。この処理を実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の算出手段として機能する。続くステップＳ３１においてＥＣＵ４０は、準備フラグをオンの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００６０】
この形態によれば、エンジン１が減速されてエンジン１の運転状態が高回転領域Ａｈから低回転領域Ａｌに移行した場合には過給モードを再加速準備モードに切り替えるので、圧力波過給機２０のロータ２２は通常モードよりも高い回転数で回転駆動される。この場合、エンジン１に対して再加速が要求された場合にオフセット角θを変更するのみで過給圧を上昇させることができるので、再加速を速やかに行うことができる。なお、低過給モードにおいてはロータ２２の回転数及びオフセット角θの両方を制御しなくてもよい。これらのうちのいずれか一方のみを制御して圧力波過給機２０を低過給モードで運転してもよい。
【００６１】
（第５の形態）
図２２及び図２３を参照して本発明の第５の形態について説明する。なお、この形態でもエンジン１については図１が参照される。この形態では、ターボ過給機１０及び圧力波過給機２０の制御方法が他の形態と異なる。この形態では、過給モードとしてＰＷ過給モード、ＴＣ過給モード、及びＰＷ＋ＴＣ過給モードが設けられる。ＰＷ＋ＴＣ過給モードでは、圧力波過給機２０及びターボ過給機１０の両方にてエンジン１の過給が行われる。
【００６２】
図２２は、エンジン１の回転数及びトルクとこれら３つの過給モードとの対応関係を示すマップである。この図において回転数Ｎ１未満の低回転領域ＰＷでは、圧力波過給機２０のみが運転される。この図において回転数Ｎ１以上かつ回転数Ｎ２未満の中回転領域Ａｐｔでは、圧力波過給機２０及びターボ過給機１０の両方が運転される。そして、この図において回転数Ｎ２以上の高回転領域Ａｔｃでは、ターボ過給機１０のみが運転される。すなわち、過給モードは、低回転領域ＰＷではＰＷ過給モードに、中回転領域ＡｐｔではＰＷ＋ＴＣ過給モードに、高回転領域ＡｔｃではＴＣ過給モードにそれぞれ切り替えられる。なお、低回転領域Ａｐｗ及び中回転領域Ａｐｔに設けられたＥＧＲ領域Ａｅｇｒでは、圧力波過給機２０はＥＧＲモードで運転される。
【００６３】
過給モードをＰＷ過給モードからＰＷ＋ＴＣ過給モードに切り替える場合は第２制御弁１１が開けられる。これにより第１制御弁９及び第２制御弁１１の両方が開弁されるので、各気筒２ａに供給される吸気の量が急に増加する。なお、第２分岐通路６を流れるガスは空気であるため、以下ではこのときの増加量を空気増加量と称することがある。そこで、この形態では第２制御弁１１を開ける前に圧力波過給機２０を介して各気筒２ａに供給される空気の量を予めその空気増加量分減らし、その後第２制御弁１１を開ける。以下では、この制御をモード切替制御と称する。
【００６４】
図２３は、この形態においてＥＣＵ４０が実行する過給モード制御ルーチンを示している。なお、これらの図において図９と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明のＥＧＲ制御手段として機能する。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ４１においてＥＣＵ４０は、エンジン１の運転状態が低回転領域Ａｐｗ内か否か判断する。エンジン１の運転状態が低回転領域Ａｐｗ内と判断した場合はステップＳ４２に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＰＷ過給モードに切り替える。なお、この際にエンジン１の運転状態がＥＧＲ領域Ａｅｇｒ内の場合は圧力波過給機２０がＥＧＲモードで運転されるように第１モータ２９及び第２モータ３０が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００６５】
一方、エンジン１の運転状態が低回転領域Ａｐｗ外と判断した場合はステップＳ４３に進み、ＥＣＵ４０は第２制御弁１１が開いているか否か判断する。第２制御弁１１が開いていると判断した場合はステップＳ４４〜Ｓ４７をスキップしてステップＳ４８に進む。一方、第２制御弁１１が閉じていると判断した場合はステップＳ４４に進み、ＥＣＵ４０は空気増加量を推定する。周知のようにコンプレッサ１０ａはタービン１０ｂによって回転駆動されるので、空気増加量は排気の流量に応じて決まる。排気の流量はエンジン１の回転数及び負荷に応じて変化するので、空気増加量はこれらエンジン１の回転数及び負荷に基づいて推定することができる。そこで、例えば予め実験などによりエンジン１の回転数及び負荷と空気増加量との関係を求めてＥＣＵ４０のＲＯＭにマップとして記憶させておく。そして、空気増加量の推定はこのマップを参照して行えばよい。
【００６６】
続くステップＳ４５においてＥＣＵ４０は、モード切替制御におけるロータ２２の目標回転数及びオフセット角θの目標角度をそれぞれ算出する。上述したようにモード切替制御では、圧力波過給機２０を介して各気筒２ａに供給される空気の量を空気増加量分減らす。この際、圧力波過給機２０から還流される排気の量を増加させて空気の量を減少させる。圧力波過給機２０から還流される排気の量は、ロータ２２の回転数を低くするほど多くなる。また、このようにロータ２２の回転数を低下させる場合には、オフセット角θを小さくなるほど還流される排気の量が多くなる。そこで、目標回転数は、空気増加量が多いほど低くなるように空気増加量に基づいて算出すればよい。また、目標角度は、空気増加量が多いほど小さくなるように空気増加量に基づいて算出すればよい。空気増加量と目標回転数との関係及び空気増加量と目標角度との関係は、例えば予め実験等により求めてＥＣＵ４０のＲＯＭにマップとして記憶させておけばよい。そして、これらのマップを参照して目標回転数及び目標角度をそれぞれ求めればよい。なお、圧力波過給機２０がＥＧＲモードで運転されていた場合は、これらを算出する際に吸気中の排気の割合が変化しないように算出結果を補正すればよい。
【００６７】
次のステップＳ４６においてＥＣＵ４０は、算出した目標回転数及び目標角度を用いてモード切替制御を実行する。具体的には、ロータ２２の回転数が目標回転数になるように第１モータ２９が制御されるとともにオフセット角θが目標角度になるように第２モータ３０が制御される。その後、第２制御弁１１が全開に切り替えられる。続くステップＳ４７においてＥＣＵ４０は、所定の終了条件が成立したか否か判断する。所定の終了条件は、例えばモード切替制御を実行してから所定時間が経過した場合に成立したと判断される。所定の終了条件が不成立と判断した場合はステップＳ４６に戻って所定の終了条件が成立するまでステップＳ４６及びＳ４７を繰り返し実行する。
【００６８】
一方、所定の終了条件が成立したと判断した場合はステップＳ４８に進み、ＥＣＵ４０はエンジン１の運転状態が高回転領域Ａｔｃか否か判断する。エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｔｃであると判断した場合はステップＳ４９に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＴＣ過給モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、エンジン１の運転状態が高回転領域Ａｔｃではないと判断した場合はステップＳ５０に進み、ＥＣＵ４０は過給モードをＰＷ＋ＴＣ過給モードに切り替える。なお、この際にエンジン１の運転状態がＥＧＲ領域Ａｅｇｒ内の場合は圧力波過給機２０がＥＧＲモードで運転されるように第１モータ２９及び第２モータ３０が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００６９】
以上に説明したように、この形態によれば、第２制御弁１１を開弁する場合は、まず気筒２ａに供給される空気の量を空気増加量分減らし、その後第２制御弁１１を開弁する。そのため、第２制御弁１１を開弁した際に気筒２ａに供給される空気の量が急に増加することを抑制できる。そして、これにより第２制御弁１１を開弁する際に排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が増加することを抑制できる。なお、モード切替制御においてはロータ２２の回転数及びオフセット角θの両方を制御せず、いずれか一方のみを制御してもよい。
【００７０】
（第６の形態）
図２４〜図２７を参照して本発明の第６の形態について説明する。図２４は、この形態に係る過給システムが組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示している。なお、この形態において他の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したように第６の形態では、排気通路４と吸気通路３とがＥＧＲ通路６０にて接続され、そのＥＧＲ通路６０に過給アシストシステム６１が設けられている点が異なる。ＥＧＲ通路６０は、タービン１０ｂよりも上流側の排気通路４とインタークーラ１２より下流側の吸気通路３とを接続する。ＥＧＲ通路６０には、ＥＧＲクーラ６２及びＥＧＲ弁６３が設けられている。なお、これらＥＧＲクーラ６２及びＥＧＲ弁６３は、それぞれ公知のものでよいため詳細な説明は省略する。過給アシストシステム６１は、蓄圧タンク６４を備えている。蓄圧タンク６４は、加圧されたガスを蓄えることが可能な圧力容器として構成されている。この蓄圧タンク６４は、接続通路６５にてＥＧＲ通路６０のうちＥＧＲクーラ６１とＥＧＲ弁６３との間の区間と接続されている。接続通路６５には、この通路６５を開閉可能なバルブ手段としてのアシスト弁６６が設けられている。この他、この形態では排気通路４から排気制御弁１５及び切替弁１８が省略され、バイパス通路１７にこの通路１７を開閉可能なバイパス弁６７が設けられている。ＥＧＲ弁６３、アシスト弁６６、及びバイパス弁６７の動作はＥＣＵ４０にてそれぞれ制御される。
【００７１】
この形態の圧力波過給機２０は、第２の形態のものと同じである。そのため、バルブプレート２８を遮断状態に切り替え、かつロータ２２を停止させることにより、圧力波過給機２０より下流側に排気が流れることを阻止できる。
【００７２】
この形態では、所定の充填条件が成立した場合に蓄圧タンク６４内に排気を加圧して蓄える。そして、ターボ過給機１０の運転をアシストすべき所定のアシスト条件が成立した場合及びエンジン１の停止時等にその蓄えた排気を使用する。図２５は、この形態のＥＣＵ４０が蓄圧タンク６４内に排気を蓄えるためにエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する充填制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、ＥＣＵ４０が実行する他の制御ルーチンと並行して実行される。なお、この制御ルーチンにおいて図９と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の蓄圧制御手段として機能する。
【００７３】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ６１においてＥＣＵ４０は、所定の充填条件が成立しているか否か判断する。所定の充填条件は、例えばエンジン１が搭載された車両が減速中であり、かつ蓄圧タンク６４内の圧力が予め設定した所定の充填圧未満の場合に成立したと判断される。充填条件が不成立と判断した場合はステップＳ６２及びＳ６３をスキップしてステップＳ６４に進む。
【００７４】
一方、充填条件が成立したと判断した場合はステップＳ６２に進み、蓄圧タンク６４内に排気を蓄える充填制御を実行する。この充填制御では、ＥＧＲ弁６３及びバイパス弁６７がそれぞれ閉じられる。また、ロータ２２が停止するように第１モータ２９が制御されるとともに、バルブプレート２８が遮断状態に切り替わるように第２モータ３０が制御される。そして、アシスト弁６６が開けられる。これらにより気筒２ａから排出された排気を蓄圧タンク６４内に蓄えることができる。
【００７５】
次のステップＳ６３においてＥＣＵ４０は、所定の充填終了条件が成立したか否か判断する。充填終了条件は、例えば車両の走行状態が減速以外の状態になった場合、又は蓄圧タンク６４内の圧力が充填圧以上になった場合に成立したと判断される。充填終了条件が不成立と判断した場合はステップＳ６２に戻り、充填終了条件が成立するまでステップＳ６２及びＳ６３を繰り返し実行する。
【００７６】
一方、充填終了条件が成立したと判断した場合はステップＳ６４に進み、ＥＣＵ４０は充填終了制御を実行する。この充填終了制御では、まずアシスト弁６６が全閉に切り替えられる。その後、ＥＧＲ弁６３及びバイパス弁６７に対しては、これらを全閉に維持する制御が解除される。また、第１モータ２９及び第２モータ３０に対しては、圧力波過給機３０にて過給を行うことが可能なようにこれらモータ２９、３０を停止状態に維持する制御が解除される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００７７】
図２６は、ターボ過給機１０の運転をアシストするためにＥＣＵ４０がエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行するアシスト制御ルーチンを示している。なお、この制御ルーチンにおいて図９と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ７１においてＥＣＵ４０は、所定のアシスト条件が成立しているか否か判断する。このアシスト条件は、例えばエンジン１の回転数が所定回転数以上であり、かつアクセル開度が所定開度以上の場合に成立していると判断される。すなわち、アシスト条件は、エンジン１が高回転、かつ高負荷で運転されている場合に成立していると判断される。
【００７８】
アシスト条件が成立していると判断した場合はステップＳ７２に進み、ＥＣＵ４０はアシスト制御を実行する。このアシスト制御では、まずＥＧＲ弁６３が閉じられ、その後アシスト弁６６が開けられる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、アシスト条件が不成立と判断した場合はステップＳ７３に進み、ＥＣＵ４０はアシスト制御を停止する。この処理では、まずアシスト弁６６が閉じられる。その後、ＥＧＲ弁６３に対して全閉に維持する制御が解除される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００７９】
図２７は、エンジン１の停止時に気筒２ａ内の圧力を高めるべくエンジン１の運転中にＥＣＵ４０が所定の周期で繰り返し実行する始動アシスト制御ルーチンを示している。この制御ルーチンはＥＣＵ４０が実行する他の制御ルーチンと並行に実行される。この制御を実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の始動アシスト制御手段として機能する。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ８１でＥＣＵ４０は、エンジン１を停止させるべき所定の機関停止条件が成立しているか否か判断する。この機関停止条件は、例えばイグニッションスイッチがオフに切り替えられるなど運転者からエンジン１の停止が要求された場合に成立したと判断される。また、エンジン１が所定の停止条件が成立した場合に運転が停止されるいわゆるアイドルストップ制御の対象である場合は、その所定の停止条件が成立した場合に機関停止条件が成立したと判断される。なお、所定の停止条件は、例えば車速が０であり、かつその状態が所定時間継続した場合などに成立したと判断される。機関停止条件が不成立と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００８０】
一方、機関停止条件が成立していると判断した場合はステップＳ８２に進み、ＥＣＵ４０は筒内圧上昇制御を実行する。この筒内圧上昇制御では、まず第２制御弁１１及びＥＧＲ弁６３がそれぞれ閉じられる。その後、アシスト弁６６が開けられる。これにより蓄圧タンク６４内の排気で圧力波過給機２０の動作がアシストされるので、各気筒２ａ内の圧力が高められる。続くステップＳ８３においてＥＣＵ４０は、エンジン１の回転数が予め設定した所定回転数以下か否か判断する。この所定回転数は、エンジン１が停止したか否かを判断する判断基準として設定される。エンジン１の回転数が所定回転数より高いと判断した場合はステップＳ８２に戻り、エンジン１の回転数が所定回転数以下になるまでステップＳ８２及びＳ８３の処理を繰り返し実行する。
【００８１】
一方、エンジン１の回転数が所定回転数以下と判断した場合はステップＳ８４に進み、ＥＣＵ４０は筒内圧上昇制御を中止する。この処理では、まずアシスト弁６６が閉じられる。その後、第２制御弁１１及びＥＧＲ弁６３をそれぞれ全閉に維持する制御が解除される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００８２】
この形態によれば、蓄圧タンク６４に蓄えた排気でターボ過給機１０の運転をアシストすることができる。そのため、過給モードの切替時などにターボ過給機１０を速やかに起動することができる。これにより過給モードの切り替えをスムーズに行うことができる。また、この形態では、エンジン１が停止するときに気筒２ａ内の圧力を高めるので、気筒２ａ内の圧力が高いままエンジン１が停止する。これにより次回の始動時に気筒２ａ内の圧力を速やかに高めることができるので、エンジン１を速やかに始動することができる。
【００８３】
この他に、この形態では機関本体２の温度が外気温と同じ程度のエンジン１を始動する際にバルブプレート２８を遮断状態に切り替えるとともにロータ２２を停止させてもよい。これにより、排気通路４内の排気の温度を高めることができるので、触媒１４を速やかに暖機することができる。
【００８４】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の過給システムが適用される内燃機関はディーゼルエンジンに限定されない。気筒内に導入した燃料混合気に点火プラグで着火する火花点火式の内燃機関に適用してもよい。また、ターボ過給機は、タービン入口の流路面積を変更するための可変ノズルを備えていてもよいし、タービンへの排気の流入を減少させるためのウェイストゲートバルブを備えていてもよい。
【００８５】
上述した各形態は、互いに干渉しない範囲で適宜に組み合わせてよい。例えば、第３の形態は、その他の各形態と組み合わせてよい。
【図１】
2011042954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011042954.tif 000009
【図８】
2011042954.tif 000010
【図９】
2011042954.tif 000011
【図１０】
2011042954.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2011042954.tif 000014
【図１３】
2011042954.tif 000015
【図１４】
2011042954.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2011042954.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2011042954.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2011042954.tif 000027
【図２６】
2011042954.tif 000028
【図２７】
2011042954.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月21日(2010.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011042954.tif 000030
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011042954.tif 000031
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１】
2011042954.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月23日(2012.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011042954.tif 000033
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１】
2011042954.tif 000034
【国際調査報告】
2011042954.tif 000035
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